基于三菱PLC控制的花式喷泉系统毕业专业论文.doc
黄嘉豪+王君普
【摘 要】应用PLC实现对晾衣架的控制，通过自动检测装置将室外天气状况信息采集并传递到PLC，然后由PLC控制晾衣架，完成自动收晒衣物的任务。
【关键词】智能晾衣架；三菱PLC；传感器
1 设计背景
晾衣架作为每个家庭必备之物，早已遍布千家万户。然而传统晾衣架受限于需要人工的晾晒和收取，有诸多不便。所以，本文设计了一种智能晾衣架，其主架部分安装在阳台里面的墙壁上，套筒式伸缩架正对窗户，伸缩架受PLC控制，可以根据室外天气情况自动伸出或者收回，无需人工操作。在一定程度上能减轻人们的负担，为家庭生活带来便利。
2 系统功能
本设计主要研究智能晾衣架的自动控制系统。所设计出的基于PLC的晾衣架装置，具有感测天气、自动收晒、手动控制等功能。
系统工作流程如图1所示，当选择自动模式时，晾衣架三个传感器通过感知室外天气状况，判断是否伸出或收回已经伸出的晾衣架并执行；当选择手动模式时，可以手动按下“晾晒”按钮使晾衣架伸出，对于正在伸出或已经伸出的晾衣架，也可以通过“停止”和“收回”按钮来决定是否停止伸出和收回。
3 系统组成
系统主要由PLC、电机、风速传感器、光强传感器、雨滴传感器、套筒式晾衣杆及其支架、电源等组成。
系统以PLC为中央控制器，控制晾衣杆的伸缩。输入信号包括光强传感器、雨滴传感器、风速传感器、限位开关、手动/自动切换按钮、手动按键等。
4 硬件选择
4.1 PLC的选择
PLC即可编程逻辑控制器，是一种数字运算操作的电子系统。它采用可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各类装置。
本课题设计的智能晾衣架控制系统有输入信号9个、输出信号2个。外部输入包括按钮、传感器开关、限位开关等；输出为一台直流电机。根据以上，PLC型号定为FX2N-32MR。它是一个8位的PLC，电压低、性能高，片内含8kb的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256字节的随机存取数据存储器。
4.2 电源模块的选择
电源模块为本装置提供能量，对于整个控制系统的稳定运行起着至关重要的作用。开关电源由于体积小、重量轻、效率高，因此被广泛应用于多种电子设备中。开关电源分为AC/DC开关电源和DC/DC开关电源两种。
本系统的供电电压分三种：1）PLC采用220V交流电直接供电无需变压。2）晾衣杆直流电机需要12V直流电压供电，故采用交流220V变直流12V的开关电源。3）传感器和继电器都需5V直流电压供电，故还需要12V变5V的变压模块。
4.3 套筒式晾衣杆的制作
套筒由固定套和伸缩套构成，伸缩套一端装有固定螺母，其内部装有长螺杆，长螺杆与电机减速箱动力输出轴刚性连接，电机转动可带动伸缩套在固定套内做直线移动。
4.4 传感器的工作原理
1）光强传感器将光照强度值转化为开关量。当光照较强时，输出ON信号；当光照较弱时，输出OFF信号。2）雨滴传感器输出有效信号为低电平。无雨时，输出为高电平，下雨时，输出低电平。3）风速传感器，结构简单，采用干簧管和风板及磁铁的感应方式。可以将一定的风力转化为开关信号。
4.5 主要元器件
5 设计与实现
PLC输入端口X0-X10和输出端口Y0、Y1的分配如图3所示。
PLC上电以后，首先由开关S进行手/自动模式选择。当打到ON时为自动模式。若此时，室外风速较低或者无风、无雨、光照强度较低时，PLC接收到传感器发出的开路信号，向电机发出正向指令，电机正转，晾衣架伸出。当风速过大超出预设时，风速传感器常开触点关闭，PLC接收到相应的关闭信号，向电机发出反向指令，电机反转，晾衣架收回。同理，当光强过大、或室外下雨时，PLC接收到关闭信号，控制电机反转，晾衣架收回。当切换开关S打到OFF时为手动模式。此时，如果按下“晾晒”按钮SB1，晾衣架伸出；按下“停止”按钮SB2，晾衣架停止；按下“收回”按钮SB3，晾衣架便被收回。
6 结束语
本文设计的智能晾衣架系统，以三菱PLC为控制核心，可以根據光照强弱、风速高低和是否下雨来自动收晒衣物。从而在一定程度上代替了人工操作，解决了人工收晒衣物不及时而导致的诸多问题，具有一定的应用价值。
[责任编辑：田吉捷]
